一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

弹性波装置的制作方法

2023-01-17 16:28:53 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及具有idt电极以及反射器电极的弹性波装置。


背景技术:

2.在下述的专利文献1记载的弹性波装置中,在支承基板上层叠有压电膜。在该压电膜上,设置有idt电极和配置在idt电极的弹性波传播方向两侧的反射器电极。在专利文献1中,idt电极的交叉区域具有中央区域和在电极指延伸的方向上配置在中央区域的外侧的第1边缘区域以及第2边缘区域。在第1边缘区域以及第2边缘区域中,在电极指与压电膜之间设置有电介质膜。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:us2017/0155373a1


技术实现要素:

6.发明要解决的问题
7.在专利文献1记载的发明中,虽然能够得到利用了sh波的谐振特性,但是因为由瑞利波造成的响应大,所以存在由瑞利波造成的杂散大这样的问题。
8.本发明的目的在于,提供一种抑制了由瑞利波造成的响应的弹性波装置。
9.用于解决问题的技术方案
10.本技术的第1发明涉及的弹性波装置具备:压电性基板;idt电极,设置在所述压电性基板上;以及反射器电极,配置在所述idt电极的弹性波传播方向两侧,具有隔开间隔配置的多根电极指,所述弹性波装置还具备:第1电介质膜,在设置有所述反射器电极的所述多根电极指以及所述间隔的区域中配置在所述反射器电极与所述压电性基板之间。
11.本技术的第2发明涉及的弹性波装置具备:压电性基板;idt电极,设置在所述压电性基板上;以及反射器电极,配置在所述idt电极的弹性波传播方向两侧,具有隔开间隔配置的多根电极指,所述弹性波装置还具备:第1电介质膜,配置在所述反射器电极的所述多根电极指与所述压电性基板之间,在配置有所述反射器电极的所述间隔的区域与所述压电性基板之间的整个区域,均未配置所述第1电介质膜。
12.以下,将第1发明以及第2发明总称而简记为本发明。
13.发明效果
14.根据本发明,能够提供一种能够抑制由瑞利波造成的响应的弹性波装置。
附图说明
15.图1是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
16.图2(a)以及图2(b)是沿着图1中的a-a线以及b-b线的各剖视图。
17.图3是示出实施例1以及比较例1的弹性波装置的相位-频率特性的图。
18.图4是将图3中的c所示的部分放大示出的、示出实施例1以及比较例1的相位-频率特性的图。
19.图5是本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的俯视图。
20.图6是沿着图5中的d-d线的剖视图。
21.图7是示出实施例1、实施例2以及比较例1的弹性波装置的相位-频率特性的图。
22.图8是将图7中的e所示的部分放大示出的、示出实施例1、实施例2以及比较例1的相位-频率特性的图。
23.图9是示出作为电介质膜而使用了氧化铌以及氧化钨的实施例和比较例的弹性波装置中的y切割litao3的切割角和瑞利波的相位的大小的关系的图。
24.图10是示出变形例的压电性基板的主视剖视图。
25.图11是用于说明压电性基板的变形例的主视剖视图。
具体实施方式
26.以下,参照附图对本发明的具体的实施方式进行说明,由此明确本发明。
27.另外,需要指出的是,在本说明书记载的各实施方式是例示性的,能够在不同的实施方式间进行结构的部分置换或组合。
28.图1是本发明的第1实施方式涉及的弹性波装置的俯视图,图2(a)以及图2(b)是沿着图1中的a-a线以及b-b线的剖视图。
29.弹性波装置1具有支承基板2。支承基板2包含si。在支承基板2上设置有作为低声速膜的氧化硅膜3。在氧化硅膜3上设置有包含litao3的压电膜4。即,构成了层叠有支承基板2、氧化硅膜3以及压电膜4的压电性基板。作为构成压电膜4的压电体,并不限定于litao3,也可以使用linbo3等。在本实施方式中,使用了y切割的litao3。
30.在压电膜4上设置有idt电极5。idt电极5具有相互彼此交错对插的多根第1电极指5a和多根第2电极指5b。
31.弹性波传播方向是与第1电极指5a以及第2电极指5b延伸的方向正交的方向。在弹性波传播方向上,在idt电极5的两侧配置有反射器电极6、7。反射器电极6、7分别具有将多根电极指6a、7a的两端短路的构造。
32.idt电极5以及反射器电极6、7包含al、mo、cu、w等金属或以它们为主体的合金。此外,idt电极5以及反射器电极6、7也可以包含将多个金属膜层叠而成的层叠金属膜。
33.在idt电极5中,第1电极指5a和第2电极指5b在弹性波传播方向上彼此重叠的区域为交叉区域。该交叉区域具有在第1电极指5a以及第2电极指5b延伸的方向上位于中央的中央区域、和在第1电极指5a以及第2电极指5b延伸的方向上设置在中央区域的两侧的第1边缘区域以及第2边缘区域。而且,在第1边缘区域以及第2边缘区域中,设置有作为第2电介质膜的电介质膜8、9。第2电介质膜8、9设置在idt电极5与压电膜4之间。在本实施方式中,电介质膜8、9由作为氧化钽膜的ta2o5膜构成。通过设置电介质膜8、9,从而使第1边缘区域以及第2边缘区域中的声速比中央区域低。由此,能够抑制横模纹波。
34.弹性波装置1的特征在于,在反射器电极6、7中,在反射器电极6、7与压电膜4之间,设置有作为第1电介质膜的电介质膜10、11。
35.在本实施方式中,电介质膜10、11由作为氧化钽膜的ta2o5膜构成。另外,构成电介
质膜10、11的电介质并不限定于此,能够适当地使用从如下的组中选择的一种氧化物,该组包含例如nb2o3这样的氧化铌、例如wo3这样的氧化钨、例如hf2o5这样的氧化铪以及例如ceo2这样的氧化硒。
36.在弹性波装置1中,设置有电介质膜10、11,由此能够抑制由瑞利波造成的响应。通过示出实施例1以及比较例1的相位-频率特性,从而明确这一点。
37.作为实施例1,以下述的设计参数制作了弹性波装置1。
38.支承基板2:si
39.氧化硅膜3:厚度为600nm的sio2膜
40.压电膜4:50
°
y切割的litao3,厚度=600nm
41.idt电极5以及反射器电极6、7:材料为alcu,电极厚度=140nm
42.由idt电极5的电极指间距决定的波长λ=2μm
43.idt电极5的电极指的对数=100对
44.交叉区域的尺寸=15λ
45.第1边缘区域以及第2边缘区域中的第1电极指5a以及第2电极指5b延伸的方向上的尺寸=350nm
46.第1电极指5a以及第2电极指5b的宽度=500nm
47.电极指6a的根数=40根
48.电极指7a的根数=40根
49.电极指6a、7a的宽度=500nm
50.由ta2o5膜构成的电介质膜8、9:厚度=30nm
51.作为电介质膜10、11的ta2o5膜:厚度=30nm
52.另外,如图1所示,电介质膜10、11配置为在反射器电极6、7中不仅位于电极指6a、7a的下方,还位于电极指6a、6a间的间隔区域以及电极指7a、7a间的间隔区域。
53.作为比较例1,除了未设置上述电介质膜10、11以外,与上述实施例1同样地构成了比较例1的弹性波装置。
54.在图3中,用实线示出实施例1的相位-频率特性,用虚线示出比较例1的相位-频率特性。在图3中,在1900mhz~1990mhz附近,出现了作为所利用的主模的sh波的响应。而且,在1400mhz附近,出现了由瑞利波造成的响应。
55.图4是将图3中的c所示的部分放大示出的、示出实施例1以及比较例1的相位-频率特性的图。在图4中,也是实线示出实施例1的结果,虚线示出比较例1的结果。根据图4明确可知,与比较例1相比,在实施例1中,能够抑制由瑞利波造成的响应。即,根据实施例1,能够有效地抑制由瑞利波造成的杂散。
56.如上所述,可认为之所以能够通过设置电介质膜10、11来抑制由瑞利波造成的响应,是基于以下的理由。
57.瑞利波具有传播方向分量和深度方向分量。通过设置上述电介质膜10、11,从而可阻碍该传播方向分量,变得难以激励瑞利波。可认为因此抑制了由瑞利波造成的响应。
58.此外,在本实施方式中,电介质膜10、11未配置在设置有idt电极5的部分。因此,idt电极5中的电容不会变小,所以能够避免弹性波装置的大型化。
59.图5是本发明的第2实施方式涉及的弹性波装置的俯视图,图6是示出图5中的沿着
d-d线的部分的剖视图。
60.在弹性波装置21中,电介质膜10、11设置在反射器电极6的电极指6a的下方以及反射器电极7的电极指7a的下方,未设置在电极指6a、6a间的间隔区域以及电极指7a、7a间的间隔区域。此外,电介质膜10、11也未设置为在反射器电极6、7的弹性波传播方向两侧突出。即,仅在电极指6a、7a的下方设置有电介质膜10、11。关于其它结构,弹性波装置21与弹性波装置1相同。因此,通过对同一部分标注同一附图标记,从而省略其说明。
61.像弹性波装置21那样,在本发明中,电介质膜10、11也可以仅设置在反射器电极6、7的电极指6a、7a与压电膜4之间。在该情况下,也能够有效地抑制由瑞利波造成的响应。通过将实施例2的相位-频率特性和前述的实施例1以及比较例1的各相位-频率特性进行对比,从而对此进行说明。
62.将电介质膜10、11仅配置在电极指6a、7a的下方,其它结构与实施例1同样地构成了实施例2的弹性波装置。
63.图7是示出实施例1、实施例2以及比较例1的弹性波装置的相位-频率特性的图,图8是将图7中的e所示的部分放大示出的、示出实施例1、实施例2以及比较例1的相位-频率特性的图。
64.在图7以及图8中,用实线示出实施例1的结果,用单点划线示出实施例2的结果,用虚线示出比较例1的结果。
65.根据图8明确可知,在实施例2中,也与实施例1同样地,与比较例1相比,能够有效地抑制瑞利波。此外,在实施例2中,与实施例1相比能够进一步抑制瑞利波的响应。
66.如上所述,在本发明中,在仅在反射器电极6、7的电极指6a、7a的下方设置了电介质膜10、11的情况下,也能够有效地抑制由瑞利波造成的响应。而且,在本实施方式中,也无需在设置有idt电极5的部分设置电介质膜10、11。因此,电容不会变小,所以能够避免弹性波装置21的大型化。
67.进而,在第2实施方式涉及的弹性波装置21中,在反射器电极6、7的间隔区域也未设置电介质膜10、11。因此,可充分确保反射系数,由此,能够更加减小由瑞利波造成的响应。
68.在上述第1实施方式以及第2实施方式中,电介质膜10、11包含ta2o5,但是在本发明中,如前所述,也可以使用其它的氧化物电介质。
69.图9是示出作为电介质膜10、11而使用了包含作为氧化铌的nb2o5、作为氧化钨的wo3的电介质膜的情况下的y切割的litao3的切割角和瑞利波的相位的大小的关系的图。另外,在图9中,

示出使用了nb2o5的情况下的结果,δ示出使用了wo3的情况下的结果。此外,在图9中,
×
示出前述的比较例1的结果。
70.另外,除了使上述氧化物电介质的材料不同以及变更了切割角以外,与实施例1同样地构成了各弹性波装置。
71.根据图9明确可知,在litao3的切割角为10
°
以上且90
°
以下的范围内,无论在那种情况下,与比较例1相比,通过设置包含nb2o5或者wo3的电介质膜10、11,从而都能够减小瑞利波的相位。特别是,可知在切割角为40
°
以下或者60
°
以上的情况下,与比较例1相比,能够更有效地抑制瑞利波的响应。
72.另外,如图2(a)、图2(b)所示,在弹性波装置1中,使用了在包含si的支承基板2上
层叠有由氧化硅膜3构成的低声速膜以及压电膜4的压电性基板。在该情况下,所谓低声速膜,是指包含传播的体波(bulk wave)的声速比在压电膜4传播的体波的声速低的低声速材料的膜。作为这样的低声速材料,能够使用氧化硅、玻璃、氮氧化硅、氧化钽,此外能够使用氧化硅中添加了氟、碳、硼的化合物等、以上述材料为主成分的介质等。
73.此外,支承基板2包含si,支承基板2能够包含含有si的各种各样的高声速材料。即,只要高声速材料层与支承基板一体化即可。所谓高声速材料,是指传播的体波的声速比在压电膜4传播的弹性波的声速高的材料,能够列举氧化铝、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅、蓝宝石、钽酸锂、铌酸锂、石英、矾土、氧化锆、堇青石、莫来石、块滑石、镁橄榄石、氧化镁、dlc(类金刚石碳)膜或者金刚石、以上述材料为主成分的介质、以上述材料的混合物为主成分的介质等各种各样的材料。
74.此外,也可以在图2(a)中虚线f所示的位置与氧化硅膜3之间配置包含高声速材料的高声速材料层。在该情况下,作为支承基板2,也可以使用高声速材料以外的绝缘体、半导体。
75.此外,在弹性波装置1中,也可以使用图10所示的压电性基板。在压电性基板31中,在支承基板2与压电膜4之间配置有声反射膜32。声反射膜32具有声阻抗相对低的低声阻抗层32a、32c、32e和声阻抗相对高的高声阻抗层32b、32d、32f。另外,低声阻抗层以及高声阻抗层的层叠数没有特别限定。
76.进而,在本发明中,也可以使用图11所示的压电性基板41。压电性基板41由单个压电体构成。作为这样的压电体,能够使用litao3、linbo3。
77.附图标记说明
78.1:弹性波装置;
79.2:支承基板;
80.3:氧化硅膜;
81.4:压电膜;
82.5:idt电极;
83.5a、5b:第1电极指、第2电极指;
84.6、7:反射器电极;
85.6a、7a:电极指;
86.8、9、10、11:电介质膜;
87.21:弹性波装置;
88.31:压电性基板;
89.32:声反射膜;
90.32a、32c、32e:低声阻抗层;
91.32b、32d、32f:高声阻抗层;
92.41:压电性基板。
再多了解一些

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